详情

原文传递降雨-蒸发循环作用下水泥改良黄土路基结构耐久性试验研究

论文题名：	降雨-蒸发循环作用下水泥改良黄土路基结构耐久性试验研究
关键词：	高速铁路;黄土路基;改良黄土;耐久性
摘要：	干湿作用是影响路基结构耐久性的一个重要因素，路基暴露在自然环境中，大气降雨入渗与蒸发的反复作用，使路基内部含水量发生着季节性变化，具体表现在，降雨季节路基土吸水体积膨胀，干旱季节路基土失水体积收缩，这样往复的作用对路基土的物理力学性能产生劣化影响，进而引发各种路基病害，如路基下沉、翻浆冒泥、边坡塌方、边坡冲刷等，既威胁铁路的安全运营，也给铁路养护维修造成难以克服的困难。然而，在降雨—蒸发循环作用影响下路基结构耐久性弱化是无法避免的，而且还具有较强的隐蔽性，短期内，路基结构耐久性弱化在不影响铁路安全运营的情况下不易被发现，随着时间的延长，当察觉到耐久性弱化对其造成功能性和结构性损坏时，已经延误了治理时机，造成了更大的损失。所以，本文研究路基结构耐久性在降雨—蒸发循环作用下的弱化规律，希望能够对路基的病害防治乃至运营维护提供理论参考。　　本文为了研究降雨—蒸发循环作用对黄土地区高速铁路路基结构耐久性的影响，采用缩尺模型试验的研究方法，通过在室内用水泥改良黄土填筑路基模型，利用自行设计的降雨装置和蒸发装置来模拟自然环境中的降雨和蒸发情况，观察记录试验过程中路基边坡状况，并检测耐久性弱化指标，如称重路基模型的侵蚀量、取样测试路基土体密度和无侧限抗压强度以及路基模型承载力测定，分析变化规律后，主要得到如下结论: 　　(1)对于用水泥改良土填筑的路基模型，在一定的水泥掺量范围内，随着水泥掺量增加，改良效果越明显，路基土密度越大，强度越高，模型承载能力越强，结构越稳定; 　　(2)不同水泥掺量的路基模型由于基本属性参数的不同，受干湿影响在细节方面略有差异，但总体趋势相同。干湿循环作用对路基结构耐久性的弱化影响是一个长期的过程，随着循环作用的不断推进，路基模型的冲刷量逐渐增加，另外，水泥掺量越小的路基模型侵蚀越快。水泥掺入比为3％、5％和7％的改良土路基结构在N=78次循环作用后，路基模型的侵蚀量分别为1.26kg、1.01kg和0.87kg; 　　(3)在降雨—蒸发循环作用前期，路基土密度以较大的幅度衰减，随着循环次数的增加，衰减幅度逐渐减小并趋于平缓，另外，水泥掺入比越小的路基模型，衰减曲线的斜率越大。水泥掺入比为3％、5％和7％的改良土路基结构在N=78次循环作用后，路基模型的密度分别减小了7.74％、7.49％和7.06％; 　　(4)不同水泥掺入比的改良黄土路基模型在降雨—蒸发循环作用影响下，土体无侧限抗压强度具有逐渐减小的变化规律，且衰减幅度不断降低，最后呈现一种稳定趋势。水泥掺入比为3％、5％和7％的改良土路基结构在N=78次循环作用后，路基模型的无侧限抗压强度减小量分别为17.98％、14.13％和12.00％; 　　(5)在降雨—蒸发循环作用的影响下，路基模型的承载能力具有逐渐减小的变化规律，且前期模型承载力下降明显，后期衰减幅度降低并基本趋于稳定。水泥掺入比为3％、5％和7％的改良土路基结构在N=78次循环作用后，路基模型的承载力分别减小了7.19％、6.83％和6.56％。
作者：	叶军
专业：	道路与铁道工程
导师：	黄志军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文